Видеосервер для ip камер своими руками

Делаем систему видеонаблюдения

Описание системы

Стандартные видеодомофоны имеют известные ограничения по качеству картинки и углу обзора. Кроме того, видеодомофоны, как правило, не выполняют архивацию видео и не поддерживают просмотр видео внешними устройствами. В качестве дополнения к видеодомофону автором в частном порядке была спроектирована и реализована данная система.

Система является аналогом видеоглазка, подключенного к телевизору, выполняющим архивацию видео и поддерживающим просмотр видео через локальную сеть (LAN или Wi-Fi). Основными элементами системы являются: IP-камера, коммутатор с поддержкой PoE, неттоп, Wi-Fi роутер. Программное обеспечение, установленное на неттопе, обеспечивает:
— просмотр видео с IP-камеры на экране телевизора, подключенного к неттопу через HDMI;
— архивацию видео с IP-камеры на жесткий диск неттопа (1 ч видео требует порядка 1,3 ГБ);
— просмотр видео с IP-камеры на устройствах, подключенных к неттопу, как к web-серверу (работает с любым броузером);
— просмотр видео с IP-камеры на устройствах, подключенных к неттопу, как к DLNA-серверу.

Структурная схема системы:

Аппаратное обеспечение

При построении системы использовалось следующее основное аппаратное обеспечение:
— IP-камера Hikvision DS-2CD7164-E;
— Коммутатор с поддержкой PoE D-Link DGS-1008P (8 портов, из них 4 с поддержкой PoE);
— Кабель UTP 5e для внешней прокладки;
— Неттоп ASUS EeeBox EB1021;
— Беспроводная клавиатура с сенсорной панелью Logitech K400;
— Wi-Fi роутер ZyXEL Keenetic Giga (4 LAN порта, 1 WAN порт, 2 USB порта, Wi-Fi).

Использованная IP-камера обладает высокой чувствительностью (в сумерках или при наличии снега продолжает работать в цветном режиме), однако, для получения качественной картинки в ночное время требуется дополнительное освещение. В противном случае картинка получается малоинформативной (контрастность изображения зависит от устройства используемого для просмотра):

Wi-Fi роутер установлен на уровне пола на третьем этаже частного дома. На втором этаже под помещением Wi-Fi роутера сигнал устойчивый. Однако за капитальной кирпичной стеной сигнал теряет устойчивость. На первом этаже под помещением Wi-Fi роутера сигнал устойчивый в радиусе порядка 3 метров от места установки Wi-Fi роутера.

Программное обеспечение

При построении системы использовалось следующее основное программное обеспечение (устанавливается на неттопе):
— ipc preview (просмотр, архивация, web-сервер);
— serviio (DLNA-сервер).

Неттоп работает под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 (64-разрядная).

Встроенный web-сервер IP-камеры, штатное программное обеспечение Hikvision и специализированное программное обеспечение Trassir не удовлетворяли требованиям к системе из-за проблем с архивацией видео, сложного интерфейса и жесткой привязки к платформе на которой осуществляется просмотр видео. Поэтому, специально для данной системы, автором было разработано приложение ipc preview обеспечивающее прямую архивацию видео, имеющее простой интерфейс и позволяющее осуществлять просмотр видео любым броузером. Данное программное обеспечение выполнено на языке C++ в среде Borland C++ Builder и распространяется с исходным кодом.

ipc preview получает от IP-камеры поток main (1280 x 960, 25 fps, 3072 kbps max). Поток выводится на экран, архивируется и транслируется web-сервером в виде последовательности JPEG или потока MJPEG. Разрешение и качество трансляции указывается клиентом при открытии ресурса. Для последовательности JPEG частота кадров определена в коде ресурса. Для потока MJPEG частота кадров определена в настройках web-сервера. По умолчанию частота кадров равна 2 fps.

serviio получает от IP-камеры поток sub (704 x 576, 12 fps, 192 kbps max). Ссылка на поток имеет вид rtsp://admin:12345@192.0.0.64/h264/ch1/sub/av_stream. Поток транслируется DLNA-сервером. Отрицательные моменты, отмеченные при использовании DLNA-сервера:
— разрешение и частота кадров потока main оказались слишком большими для подключенного телевизора;
— процедура открытия потока не отличается удобством, так как подключенный телевизор не позволяет назначить потоку клавишу на пульте дистанционного управления;
— при открытии потока на телевизоре кратковременно появляется сообщение об отсутствии аудио-потока.

Загрузка процессора неттопа составляет порядка 40%.

Сопрягаемые устройства

Функция просмотра видео с IP-камеры тестировалась на следующих устройствах:
— ТВ (HDMI: неттоп ->ТВ);
— ТВ (DLNA LAN: неттоп->коммутатор->ТВ);
— Смартфон (Wi-Fi: неттоп->коммутатор->Wi-Fi роутер->смартфон);
— Ноутбук (Wi-Fi: неттоп->коммутатор->Wi-Fi роутер->ноутбук);
— ПК (LAN: неттоп->коммутатор->Wi-Fi роутер->ПК).

Просмотр видео на смартфоне, ноутбуке и ПК осуществляется при помощи установленного на устройстве броузера.

Возможен удаленный просмотр видео через Интернет при помощи броузера (требуется подключение неттопа к Интернету, статический или динамический IP-адрес либо организация виртуальной локальной сети, например, при помощи программы hamachi).

Цена вопроса

Стоимость системы составила порядка 1 000 USD. Из них:
— IP-камера — порядка 300 USD;
— коммутатор — порядка 130 USD;
— неттоп — порядка 460 USD;
— Wi-Fi роутер — порядка 100 USD.

Следует отметить, что в описанной системе неттоп и Wi-Fi роутер активно используются в качестве универсального медиаплеера и для раздачи Интернета на мобильные устройства соответственно. Таким образом, стоимость этих компонентов можно исключить из общей стоимости системы. Если расширение системы не планируется возможно прямое подключение IP-камеры к Wi-Fi роутеру через инжектор PoE (порядка 50 USD). В этом случае стоимость системы будет определяться стоимостью IP-камеры и составит порядка 350 USD.

Фотоотчет

IP-камера (правый верхний угол ворот, окрашена в цвет ворот):

IP-камера – вид вблизи:

Крепление IP-камеры (гнутый уголок, угол гиба рассчитывается в зависимости от угла обзора камеры):

Коробка для подключения IP-камеры к сети (отверстие для подключения питания ложное, все отверстия герметизированы):

Место входа кабелей в подвал (кабели: снизу – от IP-камеры, слева – к Wi-Fi роутеру, справа – к неттопу):

Крепление коммутатора в подвале (стоит на уголках с ограничительными винтами):

Крепление кабеля к Wi-Fi роутеру (вертикальный участок свободно висит, проблем с ветровой нагрузкой и обледенением отмечено не было):

Место входа кабеля в помещение Wi-Fi роутера (кабель прочно зафиксирован в отверстии резиновой пробкой, отверстие герметизировано, конец кабеля разделан в розетке, от розетки к Wi-Fi роутеру проложен внутренний кабель):

Wi-Fi роутер (кабели: слева – от коммутатора, справа – к ПК):

ТВ, подключенный к неттопу через HDMI:

Смартфон, подключенный к web-серверу через Wi-Fi:

Ноутбук, подключенный к web-серверу через Wi-Fi:

ПК, подключенный к web-серверу через LAN:

Источник

Как создать частное облако для видеонаблюдения

8 лет назад облака стремительно изменили мир — реклама стала наперебой обещать подключить любой бизнес к удалённым серверам, хранилищам в дата-центрах и распределённым вычислительным ресурсам. Сегодня крупные компании могут не просто мигрировать на виртуальные сервера, но и запускать в своём периметре безопасности частные облака.

Ivideon развёртывает и настраивает системы видеонаблюдения где угодно, фактически предоставляя клиентам «частный облачный сервис под ключ». И представьте себе: некоторые решения, которые клиенты воспринимают как наших конкурентов, на самом деле представляют собой Ivideon под чужим брендом… Сегодня вы узнаете, как это всё работает и чем выгодно бизнесу.

Новые облачные технологии

Все современные облачные технологии берут начало из прошлого века. Простой первых дорогих и мощных систем, занимавших несколько комнат и требовавших для работы огромных энергетических и людских ресурсов, больно бил по бюджету. Именно тогда появилась практика сдавать в аренду «машинное время» и дисковое пространство. Для этого применялись удалённые терминалы, и можно без преувеличения сказать, что их пользователи уже работали с облачными сервисами.

Термином «облачные решения» сегодня обозначают различные сервисы удаленного хранения и обработки данных, предоставляемые пользователю, как интернет-услуга. Классифицировать их можно следующим образом: публичные, персональные и гибридные. Ivideon использует все модели. Про обычные облака вы уже знаете всё (надеемся) — остановимся подробнее на «экзотических» решениях: Private Cloud (PC), White Label и Enterprise Cloud (EC).

Ivideon Private Cloud

Облачный продукт Private Cloud выбирают корпорации и банки. Существует много компаний, которые, в силу разных причин (внутренние требования службы безопасности, наличие частных дата-центров), хотят полностью перенести функциональность Ivideon на собственные мощности.

Решение PC — как раз тот вариант продукта Ivideon, в котором все серверы (управляющие, архивные и стриминговые) размещаются на мощностях заказчика. Решение предназначено исключительно для собственного, внутреннего использования конечным клиентом.

Для Ivideon Private Cloud мы определили две модели подключения:

• запрос исключительно на программное обеспечение, то есть установку, монтаж и обслуживание остальных компонентов системы (камер, серверов, коммутационной инфраструктуры) клиенты берут на себя;
• полный аппаратный и программный комплекс, готовая система видеонаблюдения «под ключ»; клиенты покупают полностью готовую систему, включающую в себя ПО, серверное оборудование, камеры, а также работы по монтажу, настройке и администрированию.

Private Cloud – это высшая степень автоматизации, с которой бизнес не зависит от облачного провайдера, не ограничен шириной интернет-канала, не платит за трафик, сам следит за процессом шифрования и добивается полной автономности в секретном бункере.

Благодаря частному облаку можно дополнительно получить несколько полезных функций:

• хранение данных на собственном сервере или в своем дата-центре;
• возможность копирования и быстрого восстановления конфигураций;
• многоуровневое резервирование данных, стабильную отказоустойчивую систему.

Формула применения частного облака на самом деле ничем не ограничена. Есть фирмы, которые используют PC для контроля за «дочками» и филиалами – десятки, сотни и тысячи объектов действуют в рамках гигантской замкнутой сети. Владельцы PC централизованно управляют всеми объектами наблюдения и могут добавлять в систему неограниченное количество камер и пользователей.

Конечно, частное облако сложнее администрировать – заботу о безопасном апдейте всех серверов сети критическими патчами берёт на себя локальная IT-служба. От их профессионализма зависит судьба сервиса – спрашивать, в случае чего, придётся с себя же. Впрочем, этот минус нивелируется — такие услуги Ivideon может оказывать дополнительно.

Партнёрская программа White Label

Облачная партнёрская программа предлагается тем, кто хочет, чтобы в личном кабинете и мобильных приложениях появился их логотип и фирменные цвета – это могут быть операторы связи, интернет-провайдеры, поставщики систем безопасности и другие компании.

В рамках программы наши партнёры предоставляют услугу облачного видеонаблюдения самостоятельно, как используя готовый продукт Ivideon, так и создав собственные условия для клиентов. Партнёры формируют для своих клиентов индивидуальные и групповые тарифы, и обслуживать сервис с помощью собственных технических ресурсов.

На WL можно адаптивно управлять видеопотоками для снижения нагрузки на каналы оператора, и пользоваться тройным резервированием данных и каналов связи для обеспечения высокого уровня надежности.

Система под собственным брендом – решение «под ключ», где Ivideon предоставляет софт, брендированную оболочку сервиса, оборудование и маркетинговые материалы. Далее поставщик, оператор или интернет-провайдер, который никогда не занимался видеонаблюдением, сам становится провайдером облачных услуг.

Качеством услуг основное решение Ivideon ничем не отличается от WL, но владельцы лейбла могут предлагать клиентам практически любые тарифы, включая услуги, которых у нас нет и не будет. Эта гибкая модель взаимодействия помогает дать доступ к облачному видеонаблюдения даже тем, кто никогда не интересовался Ivideon.

Enterprise Cloud

Редко используемый серверный продукт, в котором можно локально размещать сервера хранения и стриминга. При этом входящие в состав ЕС управляющие серверы остаются на нашей стороне.

В ЕС на мощностях клиента используются серверы следующего назначения:

• сервер хранения — тип серверов Private Cloud, которые принимают видео с подключенных камер, транслируют это видео клиентам и записывают в архив;
• сервер стриминга — тип серверов Private Cloud, которые принимают видео с подключенных камер, транслируют это видео клиентам и не записывают в архив.

Железо для частного облака

Обычному пользователю Ivideon достаточно скачать мобильное приложение или установить на практически любой ПК Ivideon Server или Client, но владельцу собственного облака, помимо нашего софта, потребуются серьёзные аппаратные ресурсы. Так выглядит типовая конфигурацию сервера хранения, обслуживающего 80 камер с битрейтом 1 Мбит/сек., настройкой 30 % движения в кадре и с глубиной архива в 30 дней:

Процессор: Intel Xeon E1230v5
Память: 16 Гб
Диски: четыре SATA 7200 по 4 Тб
Сеть: 100 Мбит/с.
Типоразмер: 1U

Примерная конфигурация оборудования для сервера стриминга на 2 000 камер и 100-500 активных просмотров видео:

Процессор: Intel Xeon E1230v5
Память: 32 Гб
Диски: два SATA 7200 по 1 Тб
Сеть: 1000 Мбит/сек.
Типоразмер: 1U

Заметим, что трафик между серверами хранения, стриминга и управляющим сервером составляет примерно 5 % от видеопотоков с камер.

Для корректной работы Private Cloud на площадке заказчика нужно разместить дополнительно не менее трёх управляющих серверов. Даже если вы используете всего одну камеру, нужно три управляющих сервера.

Типовая конфигурация управляющих серверов:

Типоразмер: 1/2U c «корзиной» на 8 дисковых отсеков
Процессор: два 12-ядерных (например, E5-2650v4)
Память: 128 Гб (по 64 Гб на процессор)

• четыре SSD SATA 6G eMLC NAND Enterprise по 480 Гб (raid-10 для БД) ;
• два SATA/SAS по 2 Тб (для некритичных данных, вроде логов и бэкапов);
• RAID-контроллер: аппаратный, поддерживающий RAID-10.

Сеть: 1 Гбит/с.

Такой кластер из трех серверов способен обслужить 10 тысяч клиентов. Если этого мало, то следует добавить еще три аналогичных сервера, на которые можно перенести базы данных в архиве. В этом случае легко обслужить 20-30 тысяч клиентов. Допустимо повышать количество серверов и дальше – система масштабируется в зависимости от задач.

Для обеспечения отказоустойчивости работы сервиса количество серверов придется удвоить. Сохранность записей обеспечена дупликацией на уровне сервера архива.

Если необходимо получить доступ к видеоряду с камер через веб-портал, то для его работы также потребуется отдельный сервер. Нагрузка на него будет различаться в зависимости от типа обращений — просмотра видео в браузере или запроса к API.

Мы рекомендуем следующую конфигурацию веб-сервера:

• двухъядерный процессор;
• 8 Гб RAM = 30 rps (самых жирных);
• SSD-накопители от 400 Гб;
• LAN 100 Мбит/с. или 1 Гбит/с.

Мир одного облака

Возможно, в будущем все сольются в одном виртуальном облаке (на серверах Amazon), но мир об этом не узнает, потому что количество провайдеров облачных услуг не уменьшится, а даже вырастет. Отличительная особенность Private Cloud, Enterprise Cloud и White Label – секретность. По NDA мы не можем называть клиентов и раскрывать конфигурации их серверов.

Владельцы частных облаков, проведя незримую черту между собой и нашим брендом, могут творить что угодно 🙂 в рамках всеобщего блага, конечно. Свой дизайн, свои тарифы, свои модели использования.

Ограничений несколько: нельзя менять базовую архитектуру сервиса, после некорректной работы над которой есть шанс получить тыкву вместо кареты; воспрещается копировать исходники и пытаться применить код где-то ещё, помимо нашего облака.

Для решения простых задач на уровне «не трожь» мы привлекаем техподдержку, но часто этого недостаточно, поэтому в тесном взаимодействии с клиентами частных облаков действует команда разработчиков. Некоторые функции, которые позже внедрялись в общий сервис, когда-то появились как дополнения, разработанные по желанию таких клиентов.

Контакт для связи, если хотите узнать больше об условиях подключения Private Cloud и других возможностях Ivideon для бизнеса.

Источник